科创中国

由于同时存在强耦合、强非线性并且结构复杂、多学科交叉，机器人关键核心技术长期以来被 ABB、库卡、安川、发那科等少数工业巨头垄断。中国从 2013年开始成为世界机器人第一大需求市场，相关技术自主可控已经成为国家关切。同时随着机器人应用的拓展，对机器人的智能能力提出了新的要求，这为中国机器人技术实现跨越式发展、弯道超车提供了最好的契机。我们从 2001 年开始，在长期机器人研究基础上，聚焦机器人智能能力的提升，攻克了机器人多维感知、场景理解、灵巧作业、自主标定与控制等智能化关键技术，并进行了成功的推广和应用。

1）攻克了非结构化环境下机器人的多维感知与场景理解、地图构建、定位、导航系列关键技术。发明了高性能、高实时性的视觉感知深度全息网络构架，提升了视觉感知实时性和计算效率；提出了视觉场景识别模型主动学习技术，解决了场景识别中的繁琐训练样本标注问题；提出了基于多激光雷达的鲁棒建图与定位技术，解决了建图中的运动估计漂移问题。2）攻克了复杂场景中机器人灵巧操作与实时轨迹生成系列关键技术。发明了实例分割网络与迭代优化匹配方法融合的实时位姿估计关键技术，攻克了堆叠、遮挡、弱光照情况下位姿估计准确性、鲁棒性差的难题；发明了高泛化性的机器人轨迹学习与生成策略，提出了一种时间-空间模板提取策略和基于模板匹配的机器人轨迹生成方法；发明了能生成任意周期性轨迹的自学习振荡器模型，突破了目前现有固化模型无法融合反馈信5息和灵活调制的局限性。3）攻克了机器人自主标定与自主控制系列关键技术。发明了基于位移分级测量和视觉无关的自主参数标定方法，采用较小的视觉视野实现高精度标定；发明了基于垂直约束的激光扫描机构外参标

本成果发明的机器人多维感知、场景理解、地图构建、定位导航、实时轨迹生成与

灵巧操作、自主标定与控制等核心技术在国内多家企业得到了直接推广和应用，包括港

口重载AGV、无人驾驶汽车、高铁列车检测机器人、注塑机自主操作机器人、轨道标记

机器人、仿人机器人、3C产品自动检测机器人等，涉及制造、港口运输、轨道交通等行

业，在多个方面填补了国内国际空白，解决了行业关键技术问题，获得工业界的高度肯

定。主要应用企业通过对发明的核心技术的应用，行业竞争力得到提升并获得可观的经

济效益。

陈启军 男 966-10-07 教授 同济大学项目关键技术发明的总负责人。发明了复杂环境中尺度计算与深度学习融合的单目视觉定位技术；发明了基于机器视觉位移分级测量的自主参数标定方法和视角无关的机器人自主在线位姿标定方法；提出了带计算前馈的自适应非线性补偿控制算法。刘成菊 女 1980-10-19 教授 同济大学发明了高泛化性的机器人轨迹学习与生成策略，提出了能生成任意周期性轨迹的自学习振荡器模型；提出了一种高灵活性机器人末端姿态测量技术。安康 男 1981-05-26 副教授 同济大学发明了一种基于零力模型的拖动示教方法；提出了一种基于反射控制的碰撞检测及碰撞避免方法；提出了高精度动力学建模和参数辨识方法。 刘明 男 1984-03-30 副教授 香港科技大学发明了一种弱光条件下 RGB 与热成像图像融合的场景理解方法；提出了基于多激光雷达的鲁棒建图与定位技术；发明了一种基于路面几何结构的路面特征点筛选方法和一种基于可移动区域的漂移矫正的方法。单磊 男 1982-11-11 高级工程师上海振华重工（集团）股份有限公司将本发明在机器人位姿检测的关键技术在港口AGV和起重机上进行

本成果打破国外的技术垄断，从根本上突破了机器人应用拓展和智能能力提升的关

键技术问题，形成了完整的技术体系、算法和工具，增强了中国自主攻克高端机器人技

术的信心和决心。促进了港口、高铁、交通等各类有自主知识产权的机器人产品的研制、

生产和销售，增加了税收，取得了突出的经济效益。大大提升了作业效率，降低了生产

成本，减少了资源的实用，间接效益巨大。填补了国际国内空白，培养了一批高端机器

人产品研制和技术开发队伍，从整体上促进了行业科技进步。

该成果通过提供技术服务方式进行转化。